(57)【要約】  電波伝送抑制部（１９）の機能を全周に亘って有効に作用させるため、開閉扉（１２）に対向する収納空間（１１）の断面形状を楕円形状とし、この収納空間（１１）の内壁面と全周がほぼ等間隔になるように電波伝送抑制部（１９ｂ）を配設した。
2011118198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が収納される収納空間を形成する筐体と、  前記筐体の開口端に設けられた開閉扉と、  前記開閉扉によって引出し可能に備えられた収納容器と、  前記収納空間から外部への電波の漏洩を防止する電波伝送抑制部とを有し、  前記電波伝送抑制部は、  前記収納容器の引き出し方向が長手となるように形成され、前記筐体の内壁面と所定の隙間で前記開口端の周縁に沿って形成された電波調整部を備える加熱装置。
【請求項２】
前記電波調整部は、  一定の断面積で形成された隙間によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記電波伝送抑制部はさらに、  前記電波調整部と連通した開口部を有する空間であるインピーダンス変換部を備える請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記インピーダンス変換部は、  前記収納容器の引き出し方向が長手方向となるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記インピーダンス変換部内部の空間断面は、前記収納空間の内方側が最も大きく、前記開閉扉側が最も小さくなる請求項３に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記開口端は、  楕円形状としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記インピーダンス変換部は、  複数段に絞り加工を施した基台と、  前記基台の外周縁に基台に対して所定間隔で配設するとともにスリットを周期配設した電波伝搬方向抑制板にて構成した請求項３に記載の加熱装置。
【請求項８】
引出し様式の開閉扉は、  被加熱物を載置する収納容器を保持する支持手段を前記開閉扉に連接した構成とし、  前記支持手段の可動領域を規定するとともに前記収納空間内の左右壁面にて支持した保持レール手段とを有する請求項１に記載の加熱装置。
【請求項９】
収納空間にマイクロ波を供給する電波発生手段を備え、  前記収納空間内へマイクロ波を放射する電波放射手段は、  被加熱物の収納位置を規定した領域の中央に対向する位置とした請求項１に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記電波発生手段は、  収納空間に供給するマイクロ波供給電力と前記収納空間から反射するマイクロ波反射電力とにおいて少なくともマイクロ波反射電力を検出する電力検出部を備え、  マイクロ波反射電力の信号に基づいて前記電波発生手段の動作周波数を規定制御する制御部を有する請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記電波発生手段の出力を電波放射手段に伝送する同軸伝送線路を備えた請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記電波放射手段は、  パッチアンテナ構成とした請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１３】
前記電波放射手段は、  円偏波を放射する構成とした請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１４】
前記収納空間を冷却する冷却手段と、  前記収納空間と外部空間との熱交換を抑制する冷気シール部材とを有したことを特徴とする請求項１〜１３の加熱装置を備えた冷蔵庫。
【請求項１５】
前記冷気シール部材は、  前記電波伝送抑制部よりも外周側の前記開閉扉に備えられたことを特徴とする請求項１４に記載の冷蔵庫。
【請求項１６】
前記シール部材は、  前記電波伝送抑制部よりも前記扉側に備えたことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の冷蔵庫。
【請求項１７】
複数の貯蔵室と、  複数の前記貯蔵室を冷却する冷却装置と、  前記複数の貯蔵室のうち少なくとも１つの貯蔵室に供給する高周波を発生する電波発生手段と、  前記電波発生手段から高周波電力を受け複数の前記貯蔵室に高周波を照射する電波放射手段とを備え、  前記複数の貯蔵室は、前記冷却装置によって冷凍温度帯に維持される冷凍室を有し、  前記電波発生手段で発生した高周波電力は導波装置を介して前記電波放射手段に供給されるとともに、  前記電波発生手段は、前記冷凍室以外の貯蔵室と隣接する機器収納区画に備えられたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１８】
複数の前記貯蔵室の最上段の貯蔵室は、冷蔵温度帯に保持された冷蔵室であり、  前記電波放射手段は、冷凍室に備えられるとともに、  前記電波発生手段は、前記冷蔵室と隣接する機器収納区画に備えられる請求項１７に記載の冷蔵庫。
【請求項１９】
複数の前記貯蔵室に備えられる複数の前記電波放射手段を備え、  前記電波発生手段から複数の前記電波放射手段へ高周波電力を送電する複数の導波装置を備えたことを特徴とする請求項１７に記載の冷蔵庫。
【請求項２０】
前記電波放射手段は、平板状のアンテナであり、  前記貯蔵室の上方側に備えられる請求項１７に記載の冷蔵庫。
【請求項２１】
前記電波放射手段は、樹脂などのプリント基板を形成する材料からなる平板で片面を金属膜または金属箔からなる金属コーティングで覆い、導波手段から前記金属コーティングに高周波電力を供給する構成としたマイクロストリップ基板で形成し、もう片面は食品貯蔵室の各面のいずれかに固着設置されるアンテナである請求項２０に記載の冷蔵庫。
【請求項２２】
前記電波発生手段は、  発信部と、  少なくとも１個以上のアンプで構成されたドライバーと、  前記ドライバーの出力を分配する分配器と、  前記分配器で分配されたマイクロ波電力を受ける少なくとも２個以上のファイナルアンプと、  前記ファイナルアンプの出力を受け入射電力と反射電力のうち反射電力のみを取り出し終端負荷で電力消費させるアイソレータと、  前記アイソレータの後段に配し入射電力と反射電力をある減衰量をもってアッテネートし検知する方向性結合器と、  前記方向性結合器の信号をフィードバックし前記発信部を制御する制御部とを備える請求項１７に記載の冷蔵庫。
【請求項２３】
分配器で分配した少なくとも２個以上のマイクロ波電力を適宜複数の貯蔵室に割り当てる構成とした請求項１９に記載の冷蔵庫。
【請求項２４】
前記電波発生手段は、  発信部と、  少なくとも１個以上のアンプを有したドライバーとを備え、  前記発信部は、  制御部からの周波数可変信号によって周波数を変化させる機能を有し、  まず誘電加熱を行う前に電波発生手段として許容された周波数バンド内の全領域あるいは特定領域を掃引し反射電力と進行波電力を検知し反射電力レベル信号を入射電力信号で除した値が最も少なくなる点に周波数を固定して誘電加熱を行う構成とした請求項１７に記載の冷蔵庫。
【請求項２５】
前記電波発生手段は、  発信部と、  少なくとも１個以上のアンプを有したドライバーとを備え、  前記発信部は、  制御部からの周波数可変信号によって周波数を変化させる機能を有し、  まず誘電加熱を行う前に電波発生手段として許容された周波数バンド内の全領域あるいは特定領域を掃引し反射電力を検知し反射電力レベル信号が最も少なくなる点に周波数を固定して誘電加熱を行う構成とした請求項１７に記載の冷蔵庫。
【請求項２６】
前記制御部は、  複数の貯蔵室への誘電加熱を時間軸として分割して行い、  ある貯蔵室にマイクロ波電力を照射する時は、制御部にフィードバックされる反射電力レベルが最小になる周波数を選択してから誘電加熱を行い、  また、制御部内に組み込まれた時間軸の分割の律則にしたがいその他の貯蔵室を加熱する場合は再度、周波数掃引を行い反射電力レベルが最小になる周波数を再選択して反射電力レベルが最小になる周波数を選択してから誘電加熱を行う構成として、各々の貯蔵室が誘電加熱される時間の割合から食品の冷却速度あるいは加熱速度を変化させる構成とした請求項２２に記載の冷蔵庫。
【請求項２７】
複数の貯蔵室へのマイクロ波の照射のＯＮ／ＯＦＦは、ファイナルアンプへドレイン電力を供給あるいは遮断する動作選択スイッチによって構成した請求項２２に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、開閉扉を引き出すことで、被加熱物を装置本体内方から本体外に引き出すことができる加熱装置に関する。【０００２】  また本発明は、冷凍装置や冷蔵装置を含む冷蔵庫に関連する。
【背景技術】
【０００３】  従来この種の加熱装置として、引出し様式に関わるものや加熱手段の配設位置に関わるものがいろいろ提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】  また、開閉扉に関して、被加熱物を収納する収納空間に供給されたマイクロ波が開閉扉から伝搬することを抑制するために収納空間の内壁面に対向した電波伝送抑制部であるインピーダンス変換部を開閉扉に配設した構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。【０００５】  また、収納空間に供給するマイクロ波の周波数を変化させ収納空間から反射する反射電力を検出して被加熱物の解凍状態を判定する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。【０００６】  図１８は従来の実施の形態における冷蔵庫の貯蔵室の断面図である。【０００７】  食品を貯蔵する貯蔵室１を備えた冷凍装置においては、背面に圧縮機と熱交換器を有する冷凍機が備えられ、他面側には例えば４７ＭＨｚの高周波を高周波発振器で発生させ、高周波用アンプで増幅し、アンテナ２から貯蔵室１に、電磁波を照射する高周波加熱機をそなえたものがあった。【０００８】  この高周波加熱機で、中波、短波、超短波のいずれかの周波数の電磁波を用い冷凍体を誘電加熱し、前記誘電加熱により前記被冷凍体に吸収されるエネルギーよりも大きなエネルギーで冷却して、被冷凍体を凍結させることで被冷凍体表面の氷の結晶を破壊することで、細胞が破壊を抑制するものがあった（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１６４０９１号公報
【特許文献２】特開２００５−０９０９４２号公報
【特許文献３】特開２００６−０８６００４号公報
【特許文献４】特開２００１−２４５６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、前記従来のこの種の引出し様式の開閉扉の電波伝送抑制部のインピーダンス変換部は、収納空間の開口周縁のフランジ面と対向させる構成であり、開閉扉は収納空間開口周縁のフランジと対向する面積が必要になり、収納空間開口面積に対して大きな対向面積を有する開閉扉を必要としていた。【００１１】  一方、前記特許文献２が開示した開閉扉の構成は、開閉扉に設ける電波伝送抑制部のインピーダンス変換部を収納空間に内接対向させるものであり、収納空間に対向する開閉扉の面積は、収納空間開口面積に対してわずかに大きい対向面積で構成することができ、開閉扉のコンパクト化を図ることができる利点を備えている。【００１２】  しかしながら、開閉扉に設けた電波伝送抑制部のインピーダンス変換部の４つのコーナー部が収納空間の内壁と対向するすきまは、電波伝送抑制部の４つの辺におけるインピーダンス変換部が収納空間の内壁と対向するすきまに対して大きくなり、収納空間の４つのコーナー部での電波伝送抑制部の機能を有効に機能させることが困難であった。【００１３】  本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電波伝送抑制部の機能を収納空間の開口端全周に亘って有効に作用させることのできる加熱装置を提供することを目的とする。【００１４】  また、従来技術の構成では冷凍温度帯の貯蔵室の隣接区画に高周波給電装置が備えられており、高周波給電装置の近くの貯蔵室で高周波を照射することで配線等の簡素化、効率化が図られている。しかし、冷凍温度帯の貯蔵室の背面に高周波給電装置を備えた場合には、高周波給電装置が冷凍温度帯の貯蔵室からの熱伝導により冷却されることで、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生する可能性があり、また、結露による故障や誤動作といった不具合が発生する可能性があるという課題があった。【００１５】  本発明は、上記従来の課題を解決するもので、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生する可能性を低減し、信頼性の高い高周波供給装置を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】  前記上記第一の目的を達成するために、本発明の加熱装置は、被加熱物が収納される収納空間を形成する筐体と、前記筐体の開口端に設けられた開閉扉と、前記開閉扉によって引出し可能に備えられた収納容器と、前記収納空間から外部への電波の漏洩を防止する電波伝送抑制部とを有し、前記電波伝送抑制部は、前記収納容器の引き出し方向が長手となるように形成され、前記筐体の内壁面と所定の隙間で前記開口端の周縁に沿って形成された電波調整部を備えることを特徴とする。【００１７】  これにより、収納空間の内壁面はコーナー部が丸められた構成とした場合、電波伝送抑制部のインピーダンス変換部とが作るすきまを全周にわたって略同等に配置することができ、引出し様式の開閉扉に設けた電波伝送抑制部の機能を全周にわたって確実に作用させることができる。【００１８】  また、電波伝送抑制部の機能を発揮させるために、電波伝搬方向抑制板の先端と基台との隙間にインピーダンス無限大の空間を形成させる必要がある、電波伝搬方向抑制板と基台との隙間を複数段に変化させた構成により、複数段構造の基台に対向する電波伝搬方向抑制板の根元側の段によって形成される特性インピーダンス値を先端側の段によって形成される特性インピーダンスよりも大きくすることができる。これによるインピーダンス変換作用によって電波伝搬方向抑制板はその先端部に至る長さを伝送波長の１／４より充分に小さい長さで構成でき、厚み方向においてもコンパクトは開閉扉を構成できる。【００１９】  この開閉扉は収納空間の内壁面に対向する面積もコンパクトであり、総合的に軽量コンパクトな開閉扉構成とすることができる。このような開閉扉を有する加熱装置は、台所のシステムキッチンの引出し部に実用展開するとか、他の機器、たとえば冷蔵庫や自販機、に一体的に組込む展開を可能にできる。【００２０】  また、上記第二の目的を達成するために、本発明にかかる冷蔵庫は、複数の貯蔵室と、複数の前記貯蔵室を冷却する冷却装置と、前記複数の貯蔵室のうち少なくとも１つの貯蔵室に供給する高周波を発生する電波発生手段と、前記電波発生手段から高周波電力を受け複数の前記貯蔵室に高周波を照射する電波放射手段とを備え、前記複数の貯蔵室は、前記冷却装置によって冷凍温度帯に維持される冷凍室を有し、前記電波発生手段で発生した高周波電力は導波装置を介して前記電波放射手段に供給されるとともに、前記電波発生手段は、前記冷凍室以外の貯蔵室と隣接する機器収納区画に備えられたことを特徴とする。【００２１】  これによって、高周波給電装置が冷凍温度帯の貯蔵室からの熱伝導により冷却されることで、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生する可能性を低減することができるものである。
【発明の効果】
【００２２】  本発明の加熱装置は、引出し式開閉扉（引き出しの前板）に設けた電波伝送抑制部が被加熱物を収納する収納空間の内壁と所定のすきま関係で対向することで電波伝送抑制部の全周にわたってその機能を発揮する構成とでき、収納空間開口面積に対向する面積がコンパクトでかつ厚み方向もコンパクトな開閉扉を備えたものであり、開閉扉の形状に対して大きな開口面積を有する収納空間を実現でき、台所のシステムキッチンの引出し部への実装や他の機器、たとえば冷蔵庫や自販機、に一体組立実装できる。【００２３】  本発明の冷蔵庫は、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生する可能性を低減することができるので、高い信頼性を有した冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に関わる加熱装置の断面構成図である。
【図２】図２は、図１の収納空間部の概略斜視図である。
【図３】図３は、図１の電波伝送抑制部の詳細構成図である。
【図４】図４は、図１のマイクロ波作用に関わる概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に関わる加熱装置のマイクロ波作用に関わる概略構成図である。
【図６】図６は、インピーダンス変換部の構成を模式的に示す図である。
【図７】図７は、インピーダンス変換部の他の構成を模式的に示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３における食品貯蔵装置の貯蔵室の要部外観斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の貯蔵室近傍の要部外観斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態３における食品の温度上昇の従来との比較図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫に用いるアンテナの要部断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の電波発生手段のブロック図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の電波発生手段の停止装置を含めたブロック図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫のプリサーチ機能を示す特性図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の同時使用の原理を示す電タイミングチャートを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫を用いた冷蔵庫の縦断面図である。
【図１８】図１８は、従来の冷蔵庫の貯蔵室の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】  第１の発明は、被加熱物が収納される収納空間を形成する筐体と、前記筐体の開口端に設けられた開閉扉と、前記開閉扉によって引出し可能に備えられた収納容器と、前記収納空間から外部への電波の漏洩を防止する電波伝送抑制部とを有し、前記電波伝送抑制部は、  前記収納容器の引き出し方向が長手となるように形成され、前記筐体の内壁面と所定の隙間で前記開口端の周縁に沿って形成された電波調整部を備える加熱装置である。
【００２６】  これによって、開閉扉は収納空間の内壁面に対向し接する面積もコンパクトであり、開口部の面積を広くとった上で、筐体の外周部は小さい面積で形成することが可能となるので、美観がよく、総合的に軽量コンパクトな開閉扉構成とすることができる。
【００２７】  このような開閉扉を有する加熱装置は、台所のシステムキッチンの引出し部に実用展開するとか、他の機器、たとえば冷蔵庫や自販機、に一体的に組込む展開を可能にできる。
【００２８】  第２の発明は、前記電波調整部は一定の断面積で形成された隙間によって形成されたことを特徴とするものである。
【００２９】  これによって、引出し様式の開閉扉に設けた電波伝送抑制部はその全周にわたってほぼ同様の隙間を通る電波に対して、電波伝送抑制部の機能をより高く作用させることができる。
【００３０】  第３の発明は、前記電波伝送抑制部は、前記電波調整部と連通した開口部を有する空間であるインピーダンス変換部を備えたことを特徴とするものである。
【００３１】  これによって、開閉扉と対向する筐体の内壁面とがつくる電波調整部の全周にわたってほぼ同様の隙間を電波が通ることで確実に伝送方向を整えた電波が開口部から開閉扉側に設けたインピーダンス変換部へ進入することとなり、その結果、開口部に大きな抵抗を形成させることで、開口部を通過しようとする高周波電流の流れを抑制し、より確実に電波の伝送阻止を行うことが可能となる。
【００３２】  第４の発明は、前記電波伝送抑制部は、前記収納容器の引き出し方向が長手方向となるように形成されたことを特徴とするものである。
【００３３】  これによって、開口部が筐体の内壁面に対向する位置から外れない範囲であれば開閉扉を引出し中であっても、電波伝送抑制部はその機能を確実に維持することができ、より確実に電波の伝送阻止を行うことが可能となる。
【００３４】  第５の発明は、前記電波伝送抑制部のインピーダンス変換部は、内部の空間断面が前記収納空間の内方側が最も大きく、前記開閉扉側が最も小さくなることを特徴とするものである。
【００３５】  これによって、複数段構造の基台に対向する電波伝搬方向抑制板の根元側の段によって形成される特性インピーダンス値を先端側の段によって形成される特性インピーダンスよりも大きくすることによるインピーダンス変換作用によって電波伝搬方向抑制板はその先端部に至る長さを伝送波長の１／４より充分に小さい長さで構成でき、厚み方向においてもコンパクトは開閉扉を構成できる。
【００３６】  第６の発明は、前記開口端は楕円形状としたことを特徴とするものである。
【００３７】  これによって、開口端が矩形状の場合と比較して、収納空間の内壁面はコーナー部が無い構成とし、電波伝送抑制部とが作るすきまを全周にわたって略同等に配置することができ、引出し様式の開閉扉に設けた電波伝送抑制部の機能を全周にわたって確実に作用させることができる。
【００３８】  第７の発明は、被加熱物が収納される収納空間と、前記収納空間の一端に設け、被加熱物を前記収納空間に引出し様式によって出し入れする開閉扉とを備え、前記収納空間の少なくとも開口端は楕円形状とし、前記開閉扉に設けた電波伝送抑制部が前記収納空間の内壁面と所定の隙間で全周対向する構成とし、前記電波伝送抑制部は、複数段に絞り加工を施した基台と、前記基台の外周縁に基台に対して所定間隔で配設するとともにスリットを周期配設した電波伝搬方向抑制板にて構成したものであり、これにより、収納空間の内壁面はコーナー部が無い構成とし、電波伝送抑制部とが作るすきまを全周にわたって略同等に配置することができ、引出し様式の開閉扉に設けた電波伝送抑制部の機能を全周にわたって確実に作用させることができる。
【００３９】  また、電波伝送抑制部の機能を発揮させるために、電波伝搬方向抑制板の先端と基台との隙間にインピーダンス無限大の空間を形成させる必要があるが、電波伝搬方向抑制板と基台との隙間を複数段に変化させた構成により、複数段構造の基台に対向する電波伝搬方向抑制板の根元側の段によって形成される特性インピーダンス値を先端側の段によって形成される特性インピーダンスよりも大きくすることによるインピーダンス変換作用によって電波伝搬方向抑制板はその先端部に至る長さを伝送波長の１／４より充分に小さい長さで構成でき、厚み方向においてもコンパクトは開閉扉を構成できる。
【００４０】  この開閉扉は収納空間の内壁面に対向する面積もコンパクトであり、総合的に軽量コンパクトな開閉扉構成とすることができる。このような開閉扉を有する加熱装置は、台所のシステムキッチンの引出し部に実用展開するとか、他の機器、たとえば食品貯蔵装置となる冷蔵庫や自販機、に一体的に組込む展開を可能にできる。
【００４１】  第８の発明は、引出し様式の開閉扉は、被加熱物を載置する収納容器を保持する支持手段を前記開閉扉に連接した構成とし、前記支持手段の可動領域を規定するとともに前記収納空間内の左右壁面にて支持した保持レール手段とを有するものであり、保持レールが支持手段の上下変動を規定し、開閉扉を大きく引き出すことができる。
【００４２】  第９の発明は、収納空間にマイクロ波を供給する電波発生手段を備え、前記収納空間内へマイクロ波を放射する電波放射手段は、被加熱物の収納位置を規定した領域の中央に対向する位置としたものであり、被加熱物にマイクロ波を直接入射させることで、被加熱物での損失量を大きくし、収納空間全体を伝搬するマイクロ波のエネルギー量を減少させ、収納空間内に収納した収納容器、支持手段あるいは保持レール手段への不要な発熱やスパーク発生を抑制させることができる。
【００４３】  第１０の発明は、電波発生手段は、収納空間に供給するマイクロ波供給電力と前記収納空間から反射するマイクロ波反射電力とにおいて少なくともマイクロ波反射電力を検出する電力検出部を備え、マイクロ波反射電力の信号に基づいて前記電波発生手段の動作周波数を規定制御する制御部を有するものであり、加熱開始初期に規定の帯域で周波数をスイープさせて得られるマイクロ波反射電力が最小の周波数を加熱時の動作周波数に選定し加熱を継続することで、電波発生手段の発生電力を最も効率よく被加熱物に供給させることができる。この機能により、発生電力を小さくした電波発生手段が利用でき、加熱装置全体のコンパクト化構成を促進できる。
【００４４】  第１１の発明は、電波発生手段の出力を電波放射手段に伝送する同軸伝送線路を備えたものであり、同軸伝送線路の伝送損失量を利用して、電波発生手段に反射するマイクロ波電力量を低減でき、電波発生手段の発熱を抑え、信頼性の高い性能を保障させることができる。場合によっては、一般的に利用される反射対策部品であるアイソレータを省くことも可能である。
【００４５】  第１２の発明は、電波放射手段は、パッチアンテナ構成としたものであり、収納空間の内壁面のごく近傍にアンテナを配設でき、収納空間内のフリー空間を大きく採ることができる。
【００４６】  第１３の発明は、電波放射手段は、円偏波を放射する構成としたものであり、電波発生手段の２出力を位相差９０度でもって一つのアンテナに供給することで、円偏波放射を実現できる。このため、アンテナの収納空間内での占有空間はパッチアンテナ構成とほぼ同等の空間でよく、円偏波を直接被加熱物へ入射させることで、被加熱物の加熱を促進できるとともに収納空間内を伝搬するマイクロ波のエネルギー量をより低減させることができる。
【００４７】  第１４の発明は、前記収納空間を冷却する冷却手段と、前記収納空間と外部空間との熱交換を抑制する冷気シール部材とを有したことを特徴とする冷蔵庫である。
【００４８】  これによって、加熱装置を備えた冷蔵庫を提供することができ、より使用者にとって使い勝手の良い冷蔵庫を提供することが可能となる。
【００４９】  第１５の発明は、前記冷気シール部材は、前記電波伝送抑制部よりも外周側の前記開閉扉に備えられたことを特徴とするものである。
【００５０】  これによって、開閉扉を閉じた時に冷気シール部材は収納空間の開口端周囲に確実に接触させることができ、冷気放出を抑制することができる。また冷気シール部材を電波伝送抑制部から離した構成としているので、確実に電波漏洩を防止した冷蔵庫を提供することが可能となる。
【００５１】  第１６の発明は、前記シール部材は、前記電波伝送抑制部よりも前記扉側に備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【００５２】  これによって、冷気シール部材の手前で電波を抑制するので冷気シール部材には電波が作用せず汎用の材料で冷気シール部材を構成でき、電波を抑制した上で、冷気を抑制することができるので、確実に電波漏洩と冷気放出とを防止した冷蔵庫を提供することが可能となる。
【００５３】  第１７の発明は、複数の貯蔵室と、複数の前記貯蔵室を冷却する冷却装置と、前記複数の貯蔵室のうち少なくとも１つの貯蔵室に供給する高周波を発生する電波発生手段と、前記電波発生手段から高周波電力を受け複数の前記貯蔵室に高周波を照射する電波放射手段とを備え、前記複数の貯蔵室は、前記冷却装置によって冷凍温度帯に維持される冷凍室を有し、前記電波発生手段で発生した高周波電力は導波装置を介して前記電波放射手段に供給されるとともに、前記電波発生手段は、前記冷凍室以外の貯蔵室と隣接する機器収納区画に備えられたことを特徴とする冷蔵庫である。
【００５４】  これによって、高周波給電装置が冷凍温度帯の貯蔵室からの熱伝導により冷却されることで、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生する可能性を低減することができ、高い信頼性を有した冷蔵庫を提供することができる。
【００５５】  第１８の発明は、前記複数の貯蔵室の最上段の貯蔵室は冷蔵温度帯に保持された冷蔵室であり、前記電波放射手段は冷凍室に備えられるとともに、前記電波発生手段は前記冷蔵室と隣接する機器収納区画に備えられ、前記電波発生手段で発生した高周波電力は導波装置を介して前記電波放射手段に供給されるものである。
【００５６】  これによって、冷凍室に高周波を照射する場合であっても、高周波給電装置が冷凍温度帯の貯蔵室からの熱伝導により冷却されることで、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生することなく、冷凍室温度帯よりも２０〜３０度程度高い温度帯である冷蔵室の隣接区画に備えることで、高周波給電装置が周辺との温度差によって結露が発生する可能性を低減することができ、高い信頼性を有した冷蔵庫を提供することができる。
【００５７】  第１９の発明は、前記機器収納区画に備えられた電波発生手段から高周波電力を受け前記貯蔵室にマイクロ波を照射する電波放射手段は複数の前記貯蔵室に備えられるとともに、前記電波発生手段から前記複数の貯蔵室の各々の電波放射手段へ高周波電力を送電する複数の導波装置を備えたことを特徴とするものである。
【００５８】  これによって、複数の貯蔵室にマイクロ波電力を同時に供給することができることになり、複数の食品の上質な凍結、あるいは上質な解凍、また上質な解凍を複数の貯蔵室で同時に行うことができユーザーの使い勝手、利便性を、省時間性を著しく向上させることができる。
【００５９】  よって、従来技術では凍結室と解凍室をそれぞれ設け同時に凍結・加熱処理することは不可能であったが、忙しく家事に追われるユーザーにとっては上質な凍結という機能と、上質な解凍という機能とを同時に使用でき、または多種の食材を同時に凍結したいたいといった多様なニーズに対応することが可能となり、使用者の使い勝手を大幅に向上させることが可能となる。
【００６０】  第２０の発明は、前記電波放射手段はアンテナであり、前記アンテナは平板状であるとともに、前記貯蔵室の上方側に備えられるものである。
【００６１】  これによって、貯蔵室壁面にでっぱりの薄い基板上のアンテナを配置することが可能となるとともに、導波装置から供給された高周波を貯蔵室に満遍なく照射することができるので、高周波を照射した場合であっても貯蔵室に収納された食品の温度分布をより均一化することができる。
【００６２】  第２１の発明は、アンテナは樹脂などのプリント基板を形成する材料からなる平板で片面を金属膜または金属箔からなる金属コーティングで覆い、導波手段から金属コーティングに高周波電力を供給する構成としたマイクロストリップ基板で形成し、もう片面は食品貯蔵室の各面のいずれかに固着設置することで、貯蔵室壁面にでっぱりの薄い基板上のアンテナを配置することが可能となり、食品を収納する際、アンテナ構造が邪魔になって収納しづらいということがなくユーザーの使い勝手、利便性を著しく向上させることができる。
【００６３】  第２２の発明は、電波発生手段が、発信部と、少なくとも１個以上のアンプで構成されたドライバーとその出力を分配する分配器と、分配器で分配されたマイクロ波電力を受ける少なくとも２個以上のファイナルアンプと、ファイナルアンプの出力を受け入射電力と反射電力のうち反射電力のみを取り出し終端負荷で電力消費させるアイソレータと、アイソレータの後段に配し入射電力と反射電力をある減衰量をもってアッテネートし検知する方向性結合器と、方向性結合器の後段に配したアンテナと、方向性結合器の信号をフィードバックし発信部を制御する制御部から構成することにより、１個の電波発生手段で複数の貯蔵室にマイクロ波を照射することができることになり、複数の食品の上質な凍結、あるいは上質な凍結と上質な解凍、またそれらの工程を複数の貯蔵室で同時に行うことができユーザーの使い勝手、利便性、省時間性を著しく向上させることができる。
【００６４】  第２３の発明は、分配器で分配した少なくとも２個以上のマイクロ波電力を適宜複数の貯蔵室に割り当てる構成とすることにより、複数ある貯蔵室に対して食品の処理（凍結、解凍など）に応じた好ましいアンテナ数を割り当てることができ、機器仕様に応じた適切な貯蔵室へのアンテナ分配数の割り当てができ、仕様に対して最適なマイクロ波出力分配を可能にすることができる。
【００６５】  第２４の発明は、発信部は制御部からの周波数可変信号によって周波数を変化させる機能を有し、まず誘電加熱を行う前に電波発生手段として許容された周波数バンド内の全領域あるいは特定領域を掃引し反射電力と進行波電力を検知し反射電力レベル信号を入射電力信号で除した値が最も少なくなる点に周波数を固定して誘電加熱を行う構成とすることにより、反射の最も少ない周波数で食品にマイクロ波を照射することができるため、食品の受熱効率は著しくアップし、より短時間で解凍を仕上げることができ、損失自体も少なくできるため放熱フィンなどを用いた廃熱処理は非常に簡素なものになりシステム全体が小型できることにより経済性の点でも有利になる。
【００６６】  第２５の発明は、発信部は制御部からの周波数可変信号によって周波数を変化させる機能を有し、まず誘電加熱を行う前に電波発生手段として許容された周波数バンド内の全領域あるいは特定領域を掃引し反射電力を検知し反射電力レベル信号が最も少なくなる点に周波数を固定して誘電加熱を行うことにより、入射波を検知することなく最小反射周波数を検知することになり、より簡素なシステムで動作周波数を決定することができる。
【００６７】  第２６の発明は、制御部は複数の貯蔵室への誘電加熱を時間軸として分割して行い、ある貯蔵室にマイクロ波電力を照射する時は制御部にフィードバックされる反射電力レベルが最小になる周波数を選択してから誘電加熱を行い、また制御部内に組み込まれた時間軸の分割の律則にしたがいその他の貯蔵室を加熱する場合は再度、周波数掃引を行い反射電力レベルが最小になる周波数を再選択して反射電力レベルが最小になる周波数を選択してから誘電加熱を行う構成として、各々の貯蔵室が誘電加熱される時間の割合から食品の冷却速度あるいは加熱速度を変化させる構成とすることにより、電波発生手段は単一物を用いながらデューティー制御により複数の貯蔵室にマイクロ波電力の照射ができ、電波発生手段は１台で複数の貯蔵室の食材をマイクロ波照射処理できるため、経済性に優れ、利便性も優れた機器と提供することができる。
【００６８】  第２７の発明は、複数の貯蔵室へのマイクロ波の照射のＯＮ／ＯＦＦはファイナルアンプへドレイン電力を供給あるいは遮断する動作選択スイッチによって構成することにより、簡単な構成で各々のアンテナから照射されるマイクロ波電力のＯＮ／ＯＦＦが可能となり経済性に優れた機器を提供することができる。
【００６９】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００７０】  （実施の形態１）  図１は本発明の加熱装置の断面構成図、図２は本発明の加熱装置の収納空間部の概略斜視図、図３は図１の開閉扉の断面斜視、図４は図１のマイクロ波発生部の構成図である。
【００７１】  図１〜図４において、加熱装置１０は、供給されるマイクロ波を閉じ込める金属材料で構成した筐体１０ａで形成された収納空間１１と、収納空間１１に対して引出し様式によって収納空間１１の開口端を開閉する開閉扉１２、マイクロ波を発生する電波発生手段１３、収納空間１１内にマイクロ波を放射する電波放射手段１４、電波発生手段１３が発生したマイクロ波を電波放射手段１４に伝送する同軸伝送線路１５、電波発生手段１３の駆動電源１６、電波発生手段１３内の出力側に配設した電力検出部１７、電波発生手段１３およびその駆動電源１６の動作を制御する制御部１８を備える。
【００７２】  開閉扉１２に設けられた電波伝送抑制部１９は、収納空間１１の内壁面に対向する位置、すなわち筐体１０ａの開口端を開閉することができる位置に設けられている。開閉扉１２が内接する収納空間１１の壁面は、楕円形状の断面構成とされている。開閉扉１２は、電波伝送抑制部１９と収納空間１１を形成する筐体１０ａの内壁面との間に存在する隙間である電波調整部１９ａを有している。電波調整部１９ａは、筐体１０ａの開口端の周縁に沿って設けられている。また、電波調整部１９ａは、収納容器２０の引き出し方向が長手となるように形成されている。すなわち、本実施の形態の場合、開閉扉１２と、カバー３２と、電波伝搬方向抑制板３１で囲まれた空間である電波調整部１９ａの引き出し方向と上下方向とを含む面で切断した断面形状（図１に示される断面形状）は、引き出し方向が最も長くなるものとなっている。これにより、筐体１０ａの内方から電波調整部１９ａに入射した電波の伝送方向が一定の方向に整えられる。
【００７３】  また、本実施の形態において、電波調整部１９ａは、引き出し方向から見た場合全周にわたってほぼ等間隙となるように設けられている。
【００７４】  本実施の形態においては、上記のように電波調整部１９ａは全周にわたってほぼ等間隙となるように形成され、言い換えると一定の断面積で形成された隙間によって電波調整部１９ａが形成されたものである。
【００７５】  電波伝送抑制部１９は、電波調整部１９ａと連通する開口部１９ｂを有するのインピーダンス変換部を備えている。電波調整部１９ａを通ることで整えられた電波が開口部１９ｂから電波伝送抑制部１９のインピーダンス変換部へ入ることによって、開口部１９ｂに高周波電流の流れを阻止する大きな抵抗を形成し電波の伝送が抑制されて筐体の外部で漏洩することを防止している。
【００７６】  また開閉扉１２には被加熱物４４を収納載置する収納容器２０を底面の左右と奥側とを下方から支持する金属材料からなる支持手段２１（左右２本のうち右側のみ図１に示す）が設けられている。支持手段２１は、一端がネジ組立により開閉扉１２に連接固定されている。支持手段２１をネジ組立により組み立てることで、電波伝送抑制部１９も同時に開閉扉１２に組み付けられる。具体的には、開閉扉１２の樹脂材料で構成した本体に支持手段２１が固定される。
【００７７】  支持手段２１の他端側は、樹脂材料からなる連結部２２により２つの支持手段２１を所定の間隔でもって架橋状に固定されている。また支持手段２１の連結部２２の手前において、開閉扉１２を滑らかに移動させるためのローラー２３が支持手段２１に取り付けられている。
【００７８】  また、収納空間１１を形成する筐体１０ａの左右内壁面に支持固定された保持レール手段２４が設けられている。保持レール手段２４に設けられたレール部に支持手段２１のローラー２３が嵌め合い組立されている。保持レール手段２４のレール部は、収納空間１１の奥側を下方側に傾斜させ、この傾斜面２４ａに沿ってローラー２３が降下することで開閉扉１２を収納空間１１を形成する筐体１０ａの開口側に固定支持させている。
【００７９】  また、収納空間１１を形成する筐体１０ａの開口側には、開閉扉１２を開成した時にローラー２３が停止固定されるローラー移動止め部２５が設けられている。また、連結部２２から収納空間１１を形成する筐体１０ａの奥壁面を貫通する突出部２６を設けている。この突出部２６の先端により、開閉扉１２が閉成したことを検知するスイッチ２７が設けられている。
【００８０】  開閉扉１２に設けた電波伝送抑制部１９のインピーダンス変換部は、複数段に絞り加工を施した金属材料からなる基台３０と、この基台３０の外周縁に基台３０に対して所定間隔で配設するとともにスリットを周期配設した電波伝搬方向抑制板３１とを備えている。電波伝搬方向抑制板３１は、図３に示すようにスリットによって隔離されており、略Ｔ字状の板面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを周期的に配置するものとなっている。
【００８１】  また、電波伝搬方向抑制板３１の外周縁は、低誘電損失誘電材料からなるカバー３２を配設し、電波伝送抑制部１９へ異物が入らないようにしている。つまり、カバー３２は、電波伝送抑制部１９への異物混入防止のために設けられたものであり、電波伝送抑制部１９の必須の構成要素ではない。
【００８２】  電波伝搬方向抑制板３１は基台３０を覆うように組立され、その電波伝搬方向抑制板３１の周縁をカバー３２が覆う構成としている。そして、基台３０、電波伝搬方向抑制板３１は支持手段２１とともに組立穴３３を介して開閉扉１２の樹脂ボデイ３４にネジによって同時に一体的に組立固定される。
【００８３】  電波発生手段１３は、図４に示すように、発振器４１、発振器４１の出力を増幅する２段の増幅器４２、４３、電力検出部１７から構成されている。本実施の形態の場合、発信器４１はマイクロ波を発生させる発信装置である。
【００８４】  そして、電波発生手段１３の出力は同軸伝送線路１５を介して電波放射手段１４に伝送され、収納空間１１内に収納された被加熱物４４に供給される。
【００８５】  電波放射手段１４は、本実施の形態の場合、空気層を利用したいわゆるパッチアンテナ構成とし、収納空間１１の左右方向の中央であって、収納容器２０に被加熱物４４が載置されるように指定された領域の中心に配設されている。電波放射手段１４は、収納空間１１の上壁面側に配設され、被加熱物４４が載置される領域に対向して配設されている。また電波放射手段１４は、低誘電損失材料から構成したアンテナカバー４５で囲っている。
【００８６】  次に以上の構成からなる本発明の加熱装置の動作と作用について説明する。
【００８７】  被加熱物４４は、開閉扉１２を開成し、収納容器２０の指定領域内に載置され、開閉扉１２を閉成することで筐体１０ａの内方に収容される。この閉成動作において、突出部２６がスイッチ２７の接点を閉じ、制御部１８に電力供給が行われる。
【００８８】  制御部１８は、操作部（図示していない）から入力される被加熱物４４の加熱条件および加熱開始指令を受け取ることで、駆動電源１６を動作させて電波発生手段１３の動作を開始させる。
【００８９】  電波発生手段１３内の出力側に配設した電力検出部１７は、収納空間１１側に供給するマイクロ波供給電力と収納空間１１より電波発生手段１３側に反射して（筐体１０ａに反射して）戻ってくるマイクロ波反射電力を検出する。制御部１８は、被加熱物の本加熱前に電波発生手段１３の出力周波数を規定した帯域に亘って周波数スイープさせ、各周波数におけるマイクロ波反射電力に相当する信号を電力検出部１７より取り込む。
【００９０】  そして、マイクロ波反射電力が最小を呈する周波数を抽出し、その周波数を加熱周波数として電波発生手段１３に設定する。そして、設定された周波数のマイクロ波を発生させ、入力された加熱条件に該当するマイクロ波出力でもって被加熱物の本加熱を開始させる。そして、所定の加熱条件を満たすようにマイクロ波出力を制御する。所望の条件（温度、加熱時間など）が満たされると、電波発生手段１３の動作を停止して加熱を終了する。
【００９１】  また、収納空間１１を形成する筐体１０ａの開口端の形状は、鋭利な部分がないなめらかな環状、例えば楕円形状や、長円形状、角が丸められた矩形としている。従って、電波伝送抑制部１９と筐体１０ａの開口端が作るすきまは、開口端の全周にわたって特異な形状のない略同等な形状とすることができる。従って、引出し様式の開閉扉１２に設けた電波伝送抑制部１９の機能を電波伝送抑制部１９の全周にわたって確実に作用させることができる。
【００９２】  また、電波伝送抑制部１９の機能を発揮させるために、電波伝搬方向抑制板３１の先端１９ａと基台３０との隙間にインピーダンス無限大の空間を形成させる。
【００９３】  電波伝送抑制部１９のインピーダンス変換部の構成について、図６を用いて説明する。電波伝送抑制部１９のインピーダンス変換部は、電波の入り口となる開口部１９ｂ<図６の場合、１９ａで示している>である。そしてそのインピーダンス変換部と連通する電波調整部１９ａは、電波伝搬方向抑制板３１との隙間の寸法としてＨ１とＨ２の２つの異なる寸法を備えている。なお、空間である電波調整部１９ａの異なる二つの寸法は、基台３０を２段の絞り加工を施すことにより形成されている。また、電波伝搬方向抑制板３１は、ピッチＰ１間隔で周期配列される略Ｔ字状の板面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・を備えている。この略Ｔ字状の板面は、上記した基台３０と隙間寸法Ｈ１、Ｈ２をそれぞれ形成する略対向した板面の領域の構造として幅寸法Ｗ１、Ｗ２、長さ寸法Ｌ１、Ｌ２を形成している。
【００９４】  なお、電波伝送抑制部１９のインピーダンス変換部の根元１９ｃ<図６の場合、１９ｂで示している>に位置する電波伝搬方向抑制板３１の長さ寸法Ｌ０に相当する領域は、スリットを設けず連続した板面とし、電波伝搬方向抑制板３１の機械的強度を保障させている。
【００９５】  そして、電波伝搬方向抑制板３１と基台３０との隙間を複数段に変化させた構成により、板面幅Ｗ１とＷ２が同じ寸法構成（幅Ｗ）とした場合において電波伝搬方向抑制板３１の根元１９ｃ<図６の場合、１９ｂで示している>側の段によって形成される隙間Ｈ１と板面幅Ｗに基づき決定される特性インピーダンス値を先端側の段によって形成される隙間Ｈ２と板面幅Ｗに基づき決定される特性インピーダンス値よりも大きくする（目安として約２倍）ことによるインピーダンス変換作用によって電波伝搬方向抑制板３１はその先端部に至る長さを伝送波長の１／４より充分に小さい長さで構成できる。
【００９６】  このように電波伝送抑制部１９のインピーダンス変換部を形成する際に、収納容器の引き出し方向が長手方向となるように形成された上で、内部の空間断面が収納空間の内方側が最も大きく、開閉扉側が最も小さくなるように複数段に変化させた構成としている。  さらに、本願実施の形態１で示すように、電波伝搬方向抑制板３１にはスリットによって隔離されるとともに板面幅を異ならしＷ１およびＷ２とした略Ｔ字状の板面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・を周期配列する構成を採ることにより、電波伝搬方向抑制板３１の根元側の段によって形成される隙間Ｈ１と板面幅Ｗ１に基づき決定される特性インピーダンス値と先端側の段によって形成される隙間Ｈ２と板面幅Ｗ２に基づき決定される特性インピーダンス値との関係をさらに大きくでき、電波伝搬方向抑制板３１の先端部に至る長さを伝送波長の１／４よりさらに充分に小さい長さで構成できる。この結果、開閉扉１２の収納空間１１内に内接する部分の厚みをコンパクトにでき、ひいては開閉扉１２の軽量化とコンパクト形状との両立を図ることができる。
【００９７】  なお、基台の絞り段数は、３段、あるいはさらに多い段数に構成してもかまわない。たとえば図７には基台１３０が３段絞り加工した電波伝送抑制部１１９のインピーダンス変換部の概略構成を示す。この場合、電波伝搬方向抑制板１３１のピッチＰ１１でもって周期配設される板面１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ・・・は、基台１３０の各段（隙間Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３）にそれぞれ対応した幅寸法Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、長さ寸法Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３を形成させることができる。
【００９８】  マイクロ波放射アンテナ１４は、空気層を用いたパッチアンテナとしている。これにより、収納空間１１内でマイクロ波放射アンテナ１４が占める空間を極力小さくできる。また、電波発生手段１３とマイクロ波放射アンテナ１４との間を接続する同軸伝送線路１５は、その伝送損失量を利用することで、収納空間１１に供給するマイクロ波供給電力が１００％反射した場合でも電波発生手段１３に戻ってくるマイクロ波電力量を規定以下にすることができる。
【００９９】  たとえば、伝送損失が１．５ｄＢの同軸伝送線路１５を用いることで、電波発生手段１３の出力電力に対して、電波発生手段１３が受け取るマイクロ波反射電力は出力電力の約５０％となる。この作用を利用することで、マイクロ発生手段１３を反射電力から保護できるアイソレータなどの保護部品を削除でき、電波発生手段１３をコンパクトに構成できる。
【０１００】  また、保持レール手段２４に設けたレール部により支持手段２１の可動領域を規定し、さらに保持レールが支持手段２１の上下変動を規定し、開閉扉１２を大きく引き出すことができる。
【０１０１】  収納空間１１内へマイクロ波を放射する電波放射手段１４は、被加熱物の収納位置を規定した領域の中央に対向する位置としたことにより、被加熱物にマイクロ波を直接入射させることで、被加熱物での損失量を大きくし、収納空間１１全体を伝搬するマイクロ波のエネルギー量を減少させ、収納空間１１内に収納した収納容器２０、支持手段２１あるいは保持レール手段２４などでの不要な発熱やスパーク発生を抑制させることができる。
【０１０２】  （実施の形態２）  次に図５を用いて円偏波放射を利用した加熱装置について説明する。
【０１０３】  図５において、電波放射手段５１は、直交する２つの給電点を有し、各給電点に供給するマイクロ波の位相差を９０度としている。
【０１０４】  これを達成するために、電波発生手段５２は、発振器５３、発振器５３の出力を増幅する２段の増幅器５４、５５、増幅器５５の出力に設けたアイソレータ５６、アイソレータ５６の出力に設けた電力検出部５７、電力検出部５７の出力を２分配するとともに位相差９０度を形成する電力分配器５８、電力分配部５８の出力と電波放射手段５１とをごく短い距離で接続する伝送路５９ａ、５９ｂから構成している。また、電力検出器５７が検出する収納空間１１側に供給するマイクロ波供給電力と収納空間１１からアイソレータ５６側に反射するマイクロ波反射電力のそれぞれの信号を取り込む制御部６０を備える。マイクロ波反射電力は、伝送路５９ａ、５９ｂをそれぞれ反射伝送したマイクロ波量は電力分配器５８により、電力合成される。
【０１０５】  制御部６０は、電波発生手段５２の発生周波数および出力電力を制御する。制御方法は、上述の実施の形態１で述べた内容と同様であり、説明は省略する。
【０１０６】  円偏波を放射する電波放射手段５１は、実施の形態１と同様に空気層を利用し、円形の板としている。この円形板の中心から所定距離離れた点に２つの給電点を備える。各給電点と円形板の中心を結ぶ直線を直交関係にしている。
【０１０７】  以上のように電波放射手段５１は、円偏波を放射する構成としたことにより、アンテナの収納空間１１内での占有空間は実施の形態１に示すパッチアンテナ構成とほぼ同等の空間でよく、収納空間１１内のフリー空間を大きく採れる。また被加熱物に対向する位置から円偏波を直接被加熱物へ入射させることで、被加熱物の加熱を促進できるとともに収納空間１１内を伝搬するマイクロ波のエネルギー量をより低減させることができるので、収納空間１１内に配置した各種部材の発熱やスパーク発生を抑えることができる。
【０１０８】  また、位相差９０度を保障するために、伝送路５９ａ、５９ｂは、きわめて短く配線するのが好ましく、この場合、電波発生手段５２自体をマイクロ波放射アンテナ５１の配置壁面に実装する構成を採るのが望ましい。従って、同軸伝送線路を用いないため、電波発生手段５２は、収納空間１１から反射するマイクロ波反射電力を熱損失させて吸収するアイソレータ５６を配設する。
【０１０９】  なお、開閉扉１２の閉成状態を検知するスイッチは、収納空間１１の奥部に設けたが、収納空間１１の前面に設けることもできる。また、マイクロ波放射アンテナ１４、５１は、収納空間１１の上壁面配置に限るものでなく、さらには複数のマイクロ波放射アンテナを配置させることもできる。
【０１１０】  次に、本発明の冷蔵庫について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【０１１１】  （実施の形態３）  図８は本発明の実施の形態３における冷蔵庫の貯蔵室の要部斜視図である。
【０１１２】  食品貯蔵室の本体に備えられた第１の貯蔵室４、第２の貯蔵室５、および第１の貯蔵室４と第２の貯蔵室５との前面側に備えられた引き出し扉部３は食品の出し入れを行う際に開閉自在に備えられている。第１の貯蔵室４の天面に配された電波放射手段である第１のアンテナ６は、第１の導波手段１０である同軸ケーブルで高周波であるマイクロ波をアンテナに供給している。第２の貯蔵室の天面に配された第２のアンテナ７は、第２の導波手段１１である同軸ケーブルでマイクロ波を電波放射手段である第２のアンテナ７に供給している。それぞれの電波放射手段であるアンテナから照射される高周波であるマイクロ波が食品を誘電加熱する。
【０１１３】  図９は本発明の実施の形態３における別の形態の冷蔵庫の貯蔵室の要部斜視図である。
【０１１４】  食品貯蔵室の本体に備えられた第１の貯蔵室４と、第２の貯蔵室５とは別々に開閉可能となるように配置されている。右側の第１の貯蔵室４の第１の引き出し扉部８、左側の第２の貯蔵室５の第２の引き出し扉部９がそれぞれの貯蔵室の前面側に備えられている。第１の貯蔵室４の天面に配された第１のアンテナ６は第１の導波手段１０である同軸ケーブルでマイクロ波をアンテナ６に供給している。第２の貯蔵室の天面に配された第２のアンテナ７は、第２の導波手段１１である同軸ケーブルでマイクロ波をアンテナ７に供給している。
【０１１５】  このように、異なる貯蔵室において異なるそれぞれのアンテナから照射されるマイクロ波が食品を誘電加熱する。
【０１１６】  図１０を用いて牛肉１００ｇの凍結のメカニズムを説明する。
【０１１７】  例えば第１の貯蔵室は、一定の冷却能力で冷却しつつマイクロ波を食品に照射して誘電加熱を生じさせながら食品の冷却速度を遅くしている。すなわち冷却能力＞加熱能力を維持しながら、ゆっくり冷却していくことで、食品は凍結温度以下になっても凍らない、いわゆる過冷却状態に入る（図９の太線の牛肉（開発例）参照）。その後、食品は急激に氷結晶を精製するタイミングを向かえ、一気に凍結温度付近に温度を上昇させ、過冷却を解除する。食品が凍結温度に戻った後はマイクロ波照射を止め、−２０℃付近まで冷却を続け完全凍結状態として保存する。過冷却を通じて食品を凍結させると、氷結晶のサイズが小さく、細胞を破壊しにくいため、ドリップ量が少ないなど高品質の凍結が可能となる。
【０１１８】  なお、冷却能力＞加熱能力の関係は温度低下速度＞温度上昇速度の関係をみなすことができる。また冷却能力＝加熱能力の関係は、温度低下速度＝温度上昇速度の関係とみなすことができる。このようにマイクロ波を照射しながら凍結する方法は高品位の凍結状態を精製するうえで非常に有効な手段であることがわかる。
【０１１９】  一方、解凍についても１５〜２０Ｗ程度のマイクロ波を照射すると冷却能力＜加熱能力の関係になり、温度上昇速度は速くなり、短い時間で解凍が可能となる。しかしながら１５〜２０Ｗ程度の解凍は電子レンジなどと較べると格段に低い電力で解凍するため集中的にマイクロ波が照射された部分も周辺への熱伝導で温度が均一化され、電子レンジのように８〜１０分での高速解凍には及ばないが４０〜６０分かけて電子レンジでは実現不可能な温度ムラや部分煮えなどが生じない上質な解凍が実現できる。
【０１２０】  例えば右側の第１の貯蔵室は過冷却凍結を行い（図８参照）、一方右側の第２の貯蔵室ではマイクロ波を照射した解凍で電子レンジには及ばないまでも比較的短時間に電子レンジの出来映えと較べ格段に高品位の解凍を実現するとことができ、新たな生活シーンも創りだすことが可能となる。
【０１２１】  次に図１１は本発明の実施の形態３におけるアンテナの要部断面図を示す。
【０１２２】  アンテナの基本的な構成は円形のマイクロストリップアンテナで、最も簡単な構成としてはガラスエポキシ基板の片面をベタランドにして１４の金属コーティングをしたものである。同軸ケーブル１５を通すための孔を金属筐体１２と誘電体となる誘電体基板１３に穿つ。誘電体基板１３は金属筐体１２に接着して固着させ、穿った穴から同軸ケーブル１５を貫通させ同軸ケーブル１５の芯線１６を金属コーティング１４に半田付けする。アンテナは貯蔵室の壁面に取り付けた状態でアンテナとしての機能を果たす。
【０１２３】  誘電体基板の材料の誘電率があまり大きすぎるとそこで誘電体損失が発生してしまうのでどのような基板材料でもかまわないというわけにはいかない。適切な樹脂材料の選択が必要である。このように壁面に薄い基板が取り付いた状態なので、食品の出し入れの際にも阻害する要因にはならない。尚、さらにアンテナ表面に保護コーティングまたは保護カバーを設けることが望ましい。
【０１２４】  図１２に本発明の実施の形態３における冷蔵庫の側面からの断面図を示す。
【０１２５】  第１の貯蔵室４の背面側には、冷凍サイクルを構成する圧縮機１９および冷却器１８が配置され、さらに冷却器１８により冷却された冷気を収納ケース２０内に送風するためのファン２８が設けられている。また、冷却風の風路の途中に、金属のパンチングメタルなどで構成された微小格子板２３が配置されている。微小格子板２３はファン２８に運ばれた冷気を微小格子板２３を介して収納ケース２０に流入させて食品を冷却するともに第１のアンテナ６からより放射されたマイクロ波が、圧縮機１９や冷却器１８がある背面側に伝播するのを遮断する。
【０１２６】  第１の貯蔵室４の開口部端面と扉２４の当接部には、第１の貯蔵室４の開口部端面の周囲全体にわたって導電性パッキン２２が配置されている。尚、導電性パッキン２２は、第１の貯蔵室４および第２の貯蔵室５と扉２４を空間的にも電気的にも密閉する効果を有し冷気の漏洩とマイクロ波の漏洩の双方を防止するものである。
【０１２７】  貯蔵室の中でも冷蔵温度帯で保持された貯蔵室２７に隣接する背面スペースである機器収納区画２７ａに電波発生手段２５と電波発生手段にＤＣ電圧を供給するための電源部２６が配されている。
【０１２８】  電波発生手段２５から同軸ケーブルからなる第１の導波手段１０、および、第２の導波手段１１で第１の貯蔵室４の天面に配された第１のアンテナ６，７からマイクロ波を食品２１に照射する。電源部２６は商用電源を絶縁してＡＣ−ＤＣ変換するコンバータ回路を備える。
【０１２９】  また、この電波発生手段にＤＣ電圧を供給する電源部２６は、使用される家庭に設置された太陽光発電等で充電を行った蓄電池からのＤＣ電源から直接供給してもよく、その場合には、ＡＣ−ＤＣ変換するコンバータ回路は不要となり、ＤＣ電圧を直接負荷に供給することができる。例えば、ＤＣブラシレスモーターを駆動するためのインバータ電源の場合、完全ＤＣ電圧を作るため容量性の大型の電解コンデンサで交流電源を単方向に変換した脈流波形を平滑回路で直流化しＤＣ電圧をえて、それをインバータ回路でスイッチングして、ＤＣブラシレスモーターに交流電源を供給し回転磁界を作成することによって、モーターのローター（回転子）を回転駆動している。
【０１３０】  このような場合、電源に流れる電流はいわゆるコンデンサインプット波形となり、交流電源のピーク付近で電流が流れ、その他の電圧の低い周辺部では電流が流れないという歪波形となってしまう。このような波形が電源系統に流れると、電源波形のピーク付近にのみ電流が集中することから電源系統の内部インピーダンスの影響で電圧ドロップが発生し、電源のピーク付近の電圧を低下させてしまい、本来なら電源系統からは高調波を含まない正弦波電圧を供給するべきところが波形のピーク部で電圧がへこんだ歪波形を供給することとなってしまう。
【０１３１】  電源インフラ的に考えると、このような機器が各家庭で多く使われると、本来なら電力会社は電源供給としては歪のない正弦波交流電源を供給しなければならないにもかかわらず正弦波のピーク部がへこんだ歪をもった電圧を各家庭に供給することになってしまう。一般的には家庭用機器や電源インフラ機器（降圧トランスや進相コンデンサ等）はこのような歪波形に対応した仕様になっておらず、最悪部品の破壊や焼損を発生させるという問題が生じることになる。このような問題を避けるために機器に対し法規制によって高調波歪電流規制値を設け正弦波からの逸脱を防止するような法律が施行されている。
【０１３２】  しかし、商用電源とは別にＤＣ電圧を供給する電源部２６があれば、歪を除去する付加的な部品（リアクター、ＰＦＣコンバータ等）が不要になり経済性に優れた機器を提供することができる。
【０１３３】  次に、図１３は本発明の実施の形態３における電波発生手段のブロックダイアグラムを示すものである。
【０１３４】  電波発生手段２５の詳細について説明する。電波発生手段２５は、発信器２９、第１のプリドライバー３０、第２のプリドライバー３１、この二つのプリドライバーを合わせたドライバー３２、分配器３３を備える。発信器２９はＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）で構成された０ｄＢｍ程度の微弱な源発信信号を発信する発信器で制御部４０からの操作信号を受けて発信周波数を２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚまで選択可能である。またＶＣＯの機能ももち同じく制御部４０からの操作信号で−２０ｄＢｍ〜０ｄＢｍまでの出力可変ができる。
【０１３５】  第１のプリアンプ（第１のプリドライバー３０）は１６ｄＢ程度の増幅率をもつアンプである。第１のプリアンプには、供給電源からドレイン電圧Ｖｄ４、ソース電圧Ｖｓ４、ゲートバイアスＶｇ４が供給される。次に第２のプリアンプも１６ｄＢ程度の増幅率をもつアンプである。第２のプリアンプ（第２のプリドライバー３１）には、供給電源からドレイン電圧Ｖｄ３、ソース電圧Ｖｓ３、ゲートバイアスＶｇ３が供給される。ここで第１のプリアンプと第２のプリアンプを合わせてドライバー３２と称する。ドライバー３２の出力は３２ｄＢｍ程度である。ドライバー３２からの出力は、分配器３３を用いて電力において均等に二分配する。本実施の形態の分配器３３としては平面回路のパターンで形成したウィルキンソン回路を用いる。
【０１３６】  分配器で二分配された電力信号（ドライバー３２からの出力）は、第１のファイナルアンプ３４と第２のファイナルアンプ３５とにそれぞれ入力される。ファイナルアンプ３４に印加される電圧は、ドレイン電圧Ｖｄ１、ソース電圧Ｖｓ１ゲート電圧Ｖｇ１である。ファイナルアンプ３５に印加される電圧はドレイン電圧Ｖｄ２、ソース電圧Ｖｓ２ゲート電圧Ｖｇ２である。第１のファイナルアンプ３４と第２のファイナルアンプ３５とは、それぞれ１１ｄＢの増幅率を持っている、その結果４３ｄＢｍ（２０Ｗ）の出力を得る。アイソレータ３６、３７は、進行波は透過させ、反射波はバイパスして終端抵抗で消費する機能をもつ。これによって貯蔵室（キャビティ）内からの反射電力が第１のファイナルアンプ３４、第２のファイナルアンプ３５に反射して半導体を破壊することを回避している。
【０１３７】  方向性結合器３８は信号センサーのような働きをし、入射波については２０ｄＢ程減衰して検知し、反射波についても同じく２０ｄＢほど減衰して検知する。各々の信号は検波回路（図示していない）を経由してＤＣ電圧に変換され制御回路４０に入力される。一方進行波の方向性結合器３８の出力は第１の導波手段（同軸ケーブル）１０を経由して第１のアンテナ６に伝送され貯蔵室（キャビティ）内に放射される。また方向性結合器３９の出力は第２の導波手段（同軸ケーブル）１１を経由して第２のアンテナ７に伝送され貯蔵室（キャビティ）内に放射される。
【０１３８】  次に、図１４は本発明の実施の形態３における電波発生手段の発信停止装置を含んだブロックダイアグラムを示すものである。
【０１３９】  第１のドレインＳＷ４１は第１のファイナルアンプ３４のドレイン電圧を印加したり遮断したりする。第２のドレインＳＷ４２は、第２のファイナルアンプ３５のドレイン電圧を印加したり遮断したりする。第３のドレインＳＷ４３は、第２のプリドライバー３１のドレイン電圧を印加したり遮断したりする。第４のドレインＳＷ４４は、第１のプリドライバー３０のドレイン電圧を印加したり遮断したりする。第１のドレインＳＷ４１、第２のドレインＳＷ４２、第３のドレインＳＷ４３、第４のドレインＳＷ４４は、リレーのような部品で構成すれば良い。この場合、リレーにコイル電圧を印加するとスイッチが閉じアンプのドレインに電圧が印加される。コイル電圧を取り去るとスイッチが開放しアンプにはドレイン電圧が印加されない構成とすればよい。そのスイッチの操作信号は制御部４０からＳ１〜Ｓ４という信号で第１のドレインＳＷ４１、第２のドレインＳＷ４２、第３のドレインＳＷ４３、第４のドレインＳＷ４４に印加されドレイン電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御する。またドレイン電圧が印加されている時にはアンプは正常に動作し、ドレイン電圧が印加されていない時にはアンプは機能を停止しＯＦＦになる。
【０１４０】  これらのスイッチ群をうまく制御することによって一方のアンテナからはマイクロ波が照射される状態とし、もう一方のアンテナからはマイクロ波が照射されない状態をつくることが可能となる。また、その逆相の発信状態を作ることもできる。さらにまた、両アンテナからマイクロ波を照射させたり、両アンテナともマイクロ波信号を停止させたりすることもできる。つまり、２つのアンテナからのマイクロ波照射をあらゆる状態にも操作することができる。
【０１４１】  次に、図１５は本発明の実施の形態３におけるプリサーチ機能を示す説明図である。
【０１４２】  制御部４０はマイクロ照射をおこなう前に微弱な信号（３〜５Ｗ）程度で２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚのバンド範囲（許容バンド範囲）内で反射波の状態がどのようになっているかプリサーチする。
【０１４３】  図１５は縦軸に反射電力Ｐｒ／入射電力Ｐｆ、横軸に周波数をとったプリサーチの結果を示すグラフである。
【０１４４】  同図に示すように、Ａ点で反射電力Ｐｒ／入射電力Ｐｆの値が低くなっていることがわかる。つまり、Ａ点で示す周波数のマイクロ波を照射した場合における反射波が少なく、照射されたマイクロ波電力の大部分貯蔵室（キャビティ）内に配置される食品に多く吸収されていることになる。このように反射電力Ｐｒ／入射電力Ｐｆが最小の周波数を選択することによって非常に高効率に食品を加熱することができ、より少ない電力で十分食品を加熱することができる。従って、損失も少ないため放熱フィンなどの廃熱のための部材も非常にコンパクトに設計できる。また電波発生手段の使用電力も少なくて済みシステム全体をよりコンパクトで、かつ低コストで設計することが可能になってくる。ここではＰｒ／Ｐｆを縦軸にとっているが、縦軸をＰｒにしてもほぼ同じ結果が表れ、反射電力Ｐｒが最小の周波数を選択すれば良い。
【０１４５】  次に、図１６は本発明の実施の形態３における複数貯蔵室への電力分配を示すタイミングチャートである。
【０１４６】  ここでは２つの貯蔵室に対して１個の電波発生手段２５から出力される異なるマイクロ波を照射する事例である。図１６の（ａ）図は一方の貯蔵室に照射されるマイクロ波電力の電力パターン、（ｂ）図は他方の貯蔵室に照射されるマイクロ波電力の電力パターンである。冷却能力＞加熱電力の関係で温度低下速度は遅くなる。従って、ゆっくり冷却していくことで、食品は凍結温度以下になっても凍らない、いわゆる過冷却状態になっている。一方、（ｂ）図は冷却能力＜＜加熱電力（冷却能力よりも加熱能力が大きく上回る）の関係で、食品の温度は一気に上昇させることで解凍を実現する。よってこの電力パターンの場合、（ａ）図で示した貯蔵室側は過冷却凍結で、（ｂ）図で示した貯蔵室側は解凍とすることができる。
【０１４７】  このように電力パターンのデューティー比を所望の値に設定することによって、２つの貯蔵室を過冷却状態にするモードにしたり、解凍のモードにしたり任意に選択できる。例えば、デューティー比１に設定すれば最高マイクロ波照射電力で最高速で解凍できるし、デューティー比０にすれば冷却能力が最大限に出力され急速に凍結することができる。
【０１４８】  このように、マイクロ波電力の電力パターンを任意に選ぶことによって、温度低下速度や温度上昇速度を自由に選択でき複数貯蔵室の処理パターンもユーザーの希望するモードに自由に選択できるという非常に利便性の高い機器を提供できることになる。
【０１４９】  尚、反射電力Ｐｒ／入射電力Ｐｆの値（または反射電力Ｐｒの値）が最低となる周波数（最低反射周波数）を逐次維持するためにＯＮ／ＯＦＦサイクルのＯＮの最初にプリサーチ期間を設けることによって食品の温度が変わっても、逐次最低反射周波数を追尾再設定できるため機器の効率を常に高水準に維持でき信頼性を格段に向上させることができる。
【０１５０】  また、オールＯＮの高速解凍の時も一定インターバルでプリサーチ機能を働かせ最低反射周波数を適正値に追尾補正することが望ましい。
【０１５１】  （実施の形態４）  図１７は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の縦断面図を示すものである。
【０１５２】  図１７において、冷蔵庫１００の冷蔵庫本体である断熱箱体１０１は、周囲と断熱することができ、内方は仕切壁によって複数の貯蔵室に断熱的に区画されている。断熱箱体１０１は、主に鋼板を用いた外箱１０２と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱１０３と、外箱１０２と内箱１０３との間の空間に発泡充填される硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材とで構成されている。断熱箱体１０１の最上部には冷蔵室１０４、その冷蔵室１０４の下部に貯蔵室１０５と製氷室１０６が横並びに設けられ、その貯蔵室１０５と製氷室１０６の下部に冷凍室１０７、そして最下部に野菜室１０８のそれぞれの貯蔵室が配置される構成となっている。
【０１５３】  一般に冷蔵室１０４は回転式の扉を有し、貯蔵室１０５、製氷室１０６、冷凍室１０７、野菜室１０８は、それぞれレール（図示しない）等で構成された引き出し式の扉を有する。
【０１５４】  また、引き出し式の扉を有したそれぞれの貯蔵室は、レール（図示しない）等に載置されたケースを有し、貯蔵室１０５にはケース１０５ａ、製氷室１０６には貯氷ケース１０６ａ、冷凍室には冷凍室上段ケース１０７ａ、冷凍室下段ケース１０７ｂ、野菜室１０８には野菜室上段ケース１０８ａ、野菜室下段ケース１０８ｂが配置される。
【０１５５】  冷蔵室１０４は冷蔵保存のために凍らない温度である冷蔵温度帯に設定されており、通常１℃〜６℃とし、野菜室１０８は冷蔵室１０４と同等の冷蔵温度帯もしくは若干高い温度設定の野菜温度帯２℃〜８℃としている。冷凍室１０７は冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。
【０１５６】  貯蔵室１０５は、天面断熱壁１２１、底面断熱壁１２２、右側面断熱壁１２３、左側面断熱壁１２４、貯蔵室背面断熱壁１２８、扉１１９の６面で構成され、被冷却物１２０を冷却、保存する空間として設けられている。この貯蔵室１０５の開口部には扉１１９が設けられており、パッキン１１８によって扉１１９と断熱箱体１０１の間を空気的に遮断し、貯蔵室１０５を密閉状態に保っている。
【０１５７】  また、貯蔵室の中でも冷凍温度帯よりも２０℃〜３０℃高い温度帯で保持される冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室１０４の背面側に冷蔵室１０４とは貯蔵室背面断熱壁１２８を介して備えられた機器収納区画１０４ａを形成している。
【０１５８】  機器収納区画１０４ａ内には、基板に備えられた半導体からなる電波発生手段１３４、および圧縮機１０９等の冷凍サイクルの運転を制御する制御手段１３５が備えられており、冷却ファン１１３や圧縮機１０９、冷却ファン１１３、ラジアント加熱手段１１４についても制御手段１３５と電気的に接続されている。
【０１５９】  また、機器収納区画１０４ａに電波発生手段１３４と電波発生手段にＤＣ電圧を供給するための電源部が配されている。電波発生手段１３４から同軸ケーブルでマイクロ波を照射する貯蔵室である冷凍室１０５の天面に配されたアンテナ１３２からマイクロ波を食品である被冷却物１２０に照射する。電源部は商用電源を絶縁してＡＣ−ＤＣ変換するコンバータ回路である。
【０１６０】  このように実際にマイクロ波を照射する貯蔵室である冷凍室１０５ではなく、貯蔵室の中でも冷蔵温度帯で保持された貯蔵室である冷蔵室１０４に隣接する背面スペースである機器収納区画１０４ａに電波発生手段１３４と電波発生手段にＤＣ電圧を供給するための電源部が配されている。
【０１６１】  また、この電波発生手段にＤＣ電圧を供給する電源部は、冷蔵庫が使用される家庭に設置された太陽光発電等で充電を行った蓄電池からのＤＣ電源から直接供給してもよく、その場合には、ＡＣ−ＤＣ変換するコンバータ回路は不要となり、ＤＣ電圧を所望の電圧をえるための簡単なＤＣ−ＤＣコンバータのみを付加することで動作は可能となりシステム全体は大幅に簡素化でき経済性に優れた機器を提供することができる。
【０１６２】  また、冷蔵庫においては、これらの機器収納区画内をすべてＤＣ電源で駆動可能な機器とすることができ、例えば圧縮機１０９を駆動する電源および、冷却ファン１１３を駆動する電源は従来は商用電源のＡＣ電源で入力されたものをＤＣへと変換すなわちＡＣ−ＤＣ後、さらに規則的な正弦波となるようＡＣへと変換すなわちＤＣ−ＡＣ変換が行われていたが、高調波電源を規制する法規制を気にする必要がないため、付加的な高調波規制対策部品を備える必要がなく経済性に優れた機器を提供することができる。また冷却ファン１１３などはＤＣ駆動用の直流駆動モーターで駆動する冷却ファンを用いればＡＣへと変化することも不要となりシステムの簡素化も期待できる。
【０１６３】  また、従来において、ラジアント加熱手段１１４は商用電源であるＡＣによって駆動されていたが、ラジアント加熱手段１１４は一般的にはインピーダンス的に見ると純抵抗負荷によるジュール熱によって加熱するものであるため、交流と直流の区別は必要なく、ＤＣ電源を直接印加しても同一の性能がえられるためＡＣに変換するコンバータ機器は不要である。
【０１６４】  また、本発明のように、機器収納区画１０４ａ内には、基板に備えられた半導体からなる電波発生手段１３４でなく、例えばオゾナイザやイオナイザおよびミスト噴霧装置といった機能付加装置であった場合でも、機能収納区画１０４ａ内に制御部を備えることで、ＤＣ電源からの直接の電源入力を行うことができる。
【０１６５】  このような機能付加装置の中でも、抗菌性能を発揮するような上記に挙げたオゾナイザやイオナイザおよびミスト噴霧装置といった機能付加装置を備えた場合には、例えば太陽光発電の最も発電量の多い昼間の時間帯や、太陽光の照射量の多い夏場においては、蓄電量が多くなる一方で冷蔵庫の保鮮性については温度上昇に伴い低下しやすい状態である為、このような太陽光の照射量の多い時間帯に、他の時間帯よりも長時間もしくは出力を大きくして機能付加装置を動作させることで、家庭の電気代には影響しない形で冷蔵庫の保鮮性を向上させることが可能となる。
【０１６６】  また、このように制御基板によって制御できる機器を集中して収納する機器収納区画１０４ａを独立して備えたことで、例えば多機種の冷蔵庫を提供する際に、基本機能だけの安価なタイプの冷蔵庫や、多機能として機能付加装置や電波発生手段１３４が備えられた高級なタイプの冷蔵庫といった多種類の冷蔵庫を提供する際でも、集中して制御基板や電源収納する機器収納区画１０４ａを設けることで同一の断熱箱体１０１を共用して用いることができる。これによって、製造工程においても複数の金型や設備を備える必要がなく、省資源が実現でき、製造工程も含めた環境に配慮した冷蔵庫を提供することが可能となる。
【０１６７】  貯蔵室１０５内部には箱体１２５が配置されている。この箱体１２５は、扉１１９に面する壁が開放状態である開放部１３６を持ち、かつ、他面は略閉塞されるよう形成されている。一方、扉１１９には蓋体１２７が取り付けられている。この蓋体１２７は、扉１１９が閉状態では、箱体１２５の開放部１３６にその一部が入り込み、箱体１２５を略密閉し、独立収納区画１２６を形成している。本実施の形態では、箱体１２５と蓋体１２７は、ステンレス、アルミ、鋼板などの金属で構成されている。したがって、独立収納区画１２６の内壁面は金属で覆われていることになる。尚、箱体１２５と蓋体１２７は必ずしもその全てを金属で構成する必要はなく、例えば独立収納区画１２６の内壁面だけでも良い。具体的な方法としては、内壁に金属板を貼付けたり、蒸着工法等で金属皮膜を形成しても良い。
【０１６８】  貯蔵室１０５内の箱体１２５内には、被冷却物１２０を載置して収納するケース１０５ａが設けられており、扉１１９を開くことによりケース１０５ａを手前方向に引き出し、被冷却物１２０の出し入れを可能にしている。尚、扉１１９の開放動作としては様々なものが考えられ、扉１１９の上下辺のいずれかを軸にして回転させても良く、また、扉１１９の左右辺を軸にして回転させても良い。さらには、スライドレール等を用いて扉１１９を手前方向に水平移動させても良い。また、ケース１０５ａは、扉１１９の動作に連動してもしなくてもどちらでも良く、本実施の形態における効果に変わりはない。
【０１６９】  断熱箱体１０１の天面部は冷蔵庫の背面方向に向かって階段状に凹みを設けた形状であり、この階段状の凹部に上部機械室１０１ａを形成して、機械室１０１ａに、圧縮機１０９、水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収容されている。すなわち、圧縮機１０９を配設する機械室１０１ａは、冷蔵室１０４内の最上部の後方領域に食い込んで形成されることになる。
【０１７０】  このように、手が届きにくくデッドスペースとなっていた断熱箱体１０１の最上部の貯蔵室後方領域に機械室１０１ａを設けて圧縮機１０９を配置することにより、従来の冷蔵庫で、使用者が使いやすい断熱箱体１０１の最下部にあった機械室のスペースを貯蔵室容量として有効に転化することができ、収納性や使い勝手を大きく改善することができる。
【０１７１】  冷凍サイクルは、圧縮機１０９と凝縮器（図示しない）と減圧器であるキャピラリー（図示しない）と冷却器１１２とを順に備えた一連の冷媒流路から形成されており、冷媒として炭化水素系冷媒である例えばイソブタンが封入されている。
【０１７２】  圧縮機１０９はピストンがシリンダ内を往復動することで冷媒の圧縮を行う往復動型圧縮機である。断熱箱体１０１に、三方弁や切替弁を用いる冷凍サイクルの場合は、それらの機能部品が上部機械室１０１ａ内に配設されている場合もある。
【０１７３】  また、本実施の形態では冷凍サイクルを構成する減圧器をキャピラリーとしたが、パルスモーターで駆動する冷媒の流量を自由に制御できる電子膨張弁を用いてもよい。
【０１７４】  なお、本実施の形態における、以下に述べる発明の要部に関する事項は、従来一般的であった断熱箱体１０１の最下部の貯蔵室後方領域に機械室を設けて圧縮機１０９を配置するタイプの冷蔵庫に適用しても構わない。
【０１７５】  貯蔵室１０５と冷凍室１０７の背面には冷気を生成する冷却室１１０が設けられ、冷凍室１０７の背面には、冷凍室１０７と断熱区画するために構成された冷凍室背面断熱１１１が構成されている。冷却室１１０内には、冷却器１１２が配設されており、冷却器１１２の上部空間には、強制対流方式により冷却器１１２で冷却した冷気を冷蔵室１０４、貯蔵室１０５、製氷室１０６、冷凍室１０７、野菜室１０８、に送風する冷却ファン１１３が配置される。
【０１７６】  貯蔵室１０５の冷却は、冷却ファン１１３の強制対流により、吐出口１３０から貯蔵室１０５内に流入した冷気が、貯蔵室１０５を冷却し、冷却後の温度が上がった冷気が吸入口１３１から吸い込まれ、冷却器１１２で熱交換され、再び冷たい冷気となり、循環を繰り返すことで行われる。
【０１７７】  尚、冷凍サイクルには様々な方式が考えられる。例えば、圧縮機を用いる蒸気圧縮式冷凍システムや、吸収式冷凍システムや、ペルチェ式冷凍システム等を用いることができる。
【０１７８】  箱体１２５の天面にはアンテナ１３２が配置され、電波発生手段１３４と同軸ケーブル等で電気的に接続されている。また、同じく箱体１２５の天面には温度検知手段１３３が配置され、制御手段１３５と電気的に接続されている。さらにこの制御手段１３５は、電波発生手段１３４とも電気的に接続されている。尚、電波発生手段は様々な方式が考えられる。例えば、ＳｉやＧａＡｓ、ＳｉＣやＧａＮなどの半導体を用いたものや、マグネトロンを用いたものもある。また、アンテナ１３２や温度検知手段１３３は、必ずしも箱体１２５の天面にある必要はなく、背面や側面、底面にあっても良い。また、電波発生手段１３４にマグネトロンを用いる場合は、アンテナ１３２ではなく、導波管を用いて箱体１２５内にマイクロ波を給電しても良い。また、温度検知手段１３３には様々な方式が考えられるが、例えば、赤外線を検知できる赤外線センサーや、温度による抵抗値の変化を利用したサーミスタ等を用いると良い。
【０１７９】  また、前述した圧縮機１０９、冷却ファン１１３、ラジアント加熱手段１１４は、制御手段１３５と電気的に接続されている。
【０１８０】  以上のように構成された本実施の形態の冷蔵庫１００について、以下その動作、作用を説明する。
【０１８１】  まず、冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて制御手段１３５からの信号により冷凍サイクルが動作して冷却運転が行われる。圧縮機１０９の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器（図示せず）である程度凝縮液化し、さらに冷蔵庫本体である断熱箱体１０１の側面や背面、また断熱箱体１０１の前面間口に配設された冷媒配管（図示せず）などを経由し断熱箱体１０１の結露を防止しながら凝縮液化し、キャピラリーチューブ（図示せず）に至る。その後、キャピラリーチューブでは圧縮機１０９への吸入管（図示せず）と熱交換しながら減圧されて低温低圧の液冷媒となって冷却器１１２に至る。
【０１８２】  ここで、低温低圧の液冷媒は、冷却ファン１１３の動作により搬送風路（図示せず）を通り各貯蔵室内の空気と熱交換され、冷却器１１２内の冷媒は蒸発気化する。この時、冷却室１１０内で各貯蔵室を冷却するための冷気を生成する。低温の冷気は冷却ファン１１３から冷蔵室１０４、貯蔵室１０５、製氷室１０６、冷凍室１０７、野菜室１０８に冷気を風路やダンパを用いて分流させ、それぞれの目的温度帯に冷却する。
【０１８３】  次に、貯蔵室１０５の冷却について説明する。冷却室１１０内に配置された冷却器１１２は、冷凍サイクルによって、−４０℃〜−２０℃程度に冷却される。これによって冷却室１１０内の空気が冷却され、冷却ファン１１３によって吐出口１３０を通り貯蔵室１０５内に送出される。
【０１８４】  吐出口１３０の下流側には箱体１２５が配置されており、吐出口１３０から貯蔵室１０５内に送出された冷気は、箱体１２５に当接し、箱体１２５自体を冷却する。前述したように、箱体１２５は金属で構成されているか、もしくは少なくともその一部に金属が用いられているため、その良好な熱伝導性により箱体１２５全体をすばやく、かつ、均一に冷却することが可能である。この時、扉１１９に取り付けられた蓋体１２７も箱体１２５と同一の金属で構成されているため、熱伝導性が良く、すばやく均一に冷却されることになる。したがって、箱体１２５と蓋体１２７に囲まれた独立収納区画１２６内は、温度分布のばらつきを最小限に抑えて均一に冷却されることとなる。また、金属の箱体１２５に積極的に冷気を当接させることにより、箱体１２５を急速に冷却し、それによって、独立収納区画１２６内に収納された被冷却物１２０を急速に冷凍することが可能となる。
【０１８５】  貯蔵室１０５内を循環し、箱体１２５を冷却した冷気は、吸入口１３１から冷却室１１０に帰還し、冷却器１１２によって再び冷却される。
【０１８６】  箱体１２５の天面に取り付けられた温度検知手段１３３は、独立収納区画１２６内部の空気温度、ケース１０５ａ、または、被冷却物１２０の温度を検知することができる。この温度情報は、電気的に接続された制御手段１３５に電気信号として送られ、制御手段１３５は、事前に設定された温度になるよう、冷却ファン１１３や冷凍サイクルを適切に制御する。具体的には、冷却ファン１１３や冷凍サイクルの運転間隔を可変させたりできる。
【０１８７】  尚、冷凍サイクルに蒸気圧縮式冷凍システムを用いる場合には、圧縮機１０９の回転数を制御して、冷却器１１２の温度自体を可変させることも可能である。
【０１８８】  また、貯蔵室１０５の設定温度としては、通常の冷凍室１０７の設定温度である−２０度程度、食品等を比較的軟らかく保存する−７℃程度、食品等の微凍結状態を維持する−３℃程度等が考えられる。これらの温度設定は一例であり、この３種類のみに限定されるものではない。
【０１８９】  独立収納区画１２６にはケース１０５ａが配置されているが、使用者は扉１１９を開放し、ケース１０５ａを手前側に引き出すことができる。この状態で、食品等の被冷却物１２０をケース１０５ａ内に載置した後、再びケース１０５ａを元の位置に戻し、扉１１９を閉めることになる。ケース１０５ａが無い場合を考えると、独立収納区画１２６の奥側へは手が届きづらく、また、手前側に被冷却物１２０を多数収納した場合には、奥側のスペースにアクセスしづらくなり、収納性が落ちることになる。ケース１０５ａを用い、手前に引き出せるように構成することにより、ケース１０５ａの奥側のスペースへの被冷却物１２０の収納性を向上させ、利便性を向上させることができる。また、前述したように、独立収納区画１２６の少なくとも内壁は金属で構成されており、ケース１０５ａ内部もすばやく温度分布のばらつきを最小限に抑えて、均一に冷却することが可能である。したがって、金属で囲まれた独立収納区画１２６内にケース１０５ａを配置することで、使用者の被冷却物１２０の収納に際する利便性の向上と、温度分布のばらつきを抑えた均一な冷凍環境の維持を両立させていることになる。
【０１９０】  また、扉１１９を開放すると、冷蔵庫１００外の暖気が、独立収納区画１２６内部に流入することになるが、独立収納区画１２６内壁は金属で構成されているため、一旦温度上昇したとしてもすばやく設定温度まで復帰することができる。
【０１９１】  本実施の形態の場合、独立収納区画１２６内は、温度検知手段１３３、制御手段１３５、冷凍サイクル、及びその他の冷却手段によって約−７℃に温度調整されている。仮に、この独立収納区画１２６内のケース１０５ａに、比較的高温である約１５℃程度の被冷却物１２０を収納するとする。独立収納区画１２６内は約−７℃に温度調節されているため、収納された被冷却物１２０は周囲から熱を奪われ、徐々に温度が低下していく。
【０１９２】  この被冷却物１２０の温度は、箱体１２５の天面に設けられた温度検知手段１３３によって検知され、５℃まで低下したところで、制御手段１３５から電波発生手段１３４に信号が送られ、電波発生手段１３４でマイクロ波を発生させる。このマイクロ波の周波数は最低反射周波数（例えば２．５４ＧＨｚ）である。このマイクロ波は、電気的に接続された同軸ケーブル等でアンテナ１２に送られ、アンテナ１２から被冷却物１２０に対して照射される。この時、被冷却物１２０に印加する電力は約２〜３Ｗであり、被冷却物１２０を冷却するエネルギーよりも十分に小さく、マイクロ波を照射することで被冷却物１２０が温度上昇することはない。尚、マイクロ波の周波数を２．５４ＧＨｚであるとしたが、本実施の形態での効果はこの周波数に限定されるものではなく、例えば、３００ＭＨｚ以上３ＴＨｚ以下であれば良い。また、プリサーチを実施したうえで被冷却物１２０にテキしたマイクロ波の周波数に設定してもかまわない。
【０１９３】  ここで、被冷却物１２０は、肉などの内部に水分を含んだ食品であるとする。マイクロ波を照射しない場合は、被冷却物１２０は、その表面から中心部に向かって徐々に凍結していくことになる。一方、マイクロ波を照射した被冷却物１２０は、水の凍結点である０℃を過ぎても凍結しない過冷却状態となる。ここで、過冷却状態とは、凍結点以下の温度に冷却された時に、熱力学的に安定な結晶が現れずに、不安定な液体状態で保持されている状態を言う。
【０１９４】  過冷却状態になった被冷却物１２０が、ある一定の温度、例えば−６℃になったことを温度検知手段１３３が検知すると、制御手段１３５からの信号により、電波発生手段１３４の運転を止めたり、あるいは、出力を可変させたりする。このようにして、被冷却物１２０に対して、外部からある種の外乱を加えると過冷却状態が解除される。過冷却空間のどこか１箇所で過冷却が解除された場合には、その影響はほとんど瞬間的に過冷却空間全体に伝播するため、進行速度の極めて速い凍結が被冷却物１２０内部で生じる。その結果、最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）を急速に通過することができ、高品位な冷凍を実現することができる。この作用は、通常の急速凍結手法（極低温冷気利用等）で得られる冷凍品質と同様の結果を得るものであり、急速凍結を実質的に実現したものであると言える。
【０１９５】  また、過冷却状態を維持するためには、マイクロ波の照射に加えて、独立収納区画１２６内部を比較的温度変化の少ない安定状態に維持する必要があり、箱体１２５と蓋体１２７が金属で構成されていることは、温度分布のばらつきを抑制し、運転中の温度変化幅を少なくすることに寄与している。
【０１９６】  またさらに、使用者の安全上、マイクロ波が独立収納区画１２６外に漏洩することを防止する必要があり、箱体１２５と蓋体１２７が金属であることは、この目的に合致しているものである。尚、箱体１２５と蓋体１２７の嵌合部はマイクロ波が漏れないような構成になっている。また、マイクロ波漏洩防止という観点においても、箱体１２５と蓋体１２７はその全てを金属で構成する必要はなく、独立収納区画１２６の内壁面のみで良い。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】  以上のように本発明にかかる加熱装置は、引出し式開閉扉に設けた電波伝送抑制部が被加熱物を収納する楕円形状の収納空間の内壁の全周にわたって所定のすきま関係で対向することで電波伝送抑制部の機能を全周にわたって有効に発揮する構成とでき、収納空間開口面積に対向する面積がコンパクトでかつ厚み方向もコンパクトな開閉扉を備えたものであり、開閉扉の形状に対して大きな開口面積を有する収納空間を実現でき、台所のシステムキッチンの引出し部への実装や他の機器、たとえば食品貯蔵装置となる冷蔵庫や自販機に一体組立実装できる。【０１９８】  また以上のように、本発明にかかる食品貯蔵装置はマイクロ波を用いて冷却速度、加熱速度を自在に制御できるとともに１つの高周波照射装置で複数の貯蔵室に収納された食品を過冷却凍結したり高速解凍したりできるため冷凍冷蔵庫に新たな機能を付加するとともに複数の貯蔵室で一連の処理が独立して実行できるため使い勝手、利便性、省時間性は著しく向上する。【０１９９】  また、応用展開としては電子レンジなどの解凍機能をすでにもつ機器でさらに上質な解凍を具現化する手段としての利用が可能となる。
【符号の説明】
【０２００】（以下、実施の形態１、実施の形態２に関する符合の説明）  １１  収納空間  １２  開閉扉  １３、５２  電波発生手段  １４  電波放射手段（パッチアンテナ）  １５  同軸伝送線路  １７、５７  電力検出部（反射電力検出）  １８、６０  制御部  １９、１１９  電波伝送抑制部  １９ａ  電波調整部（電波伝送抑制部）  １９ｂ  開口部（電波伝送抑制部）  １９ｃ  インピーダンス変換部の根元（電波伝送抑制部）  ２０  収納容器  ２１  支持手段  ２４  保持レール手段  ３０、１３０  基台（電波伝送抑制部）  ３１、１３１  電波伝搬方向抑制板（電波伝送抑制部）  ５１  マイクロ波放射アンテナ（円偏波放射）（以下、実施の形態３、実施の形態４に関する符合の説明）  ４    第１の貯蔵室  ５    第２の貯蔵室  ６    第１のアンテナ  ７    第２のアンテナ  １０  第１の導波手段  １１  第２の導波手段  １８、１１２  冷却器（冷却装置）  ２５、１３４電波発生手段  ２６  電源部  ２７ａ、１０４ａ  機器収納区画  １３５    制御手段    
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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